Desenvolvimento de nanofibras eletrofiadas de PVDF com a adição de óxido de grafeno reduzido e polipirrol para uso em sensores de gás amônia

Abstract

Neste trabalho, foram produzidas nanofibras de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) e polipirrol (PPy) utilizando a técnica de eletrofiação. Estudos foram realizados para investigar a influência dos parâmetros do processo durante a eletrofiação na morfologia das fibras. Os resultados obtidos foram comparados com membranas produzidas por casting, analisando a estabilidade das amostras ao longo de dias. Além disso, foram produzidas nanofibras com a adição de óxido de grafeno reduzido (rGO) na solução de PPy/PVDF, com o intuito de produzir amostras a serem usadas em sensores de gás com alta sensibilidade e resposta rápida para a detecção de gás amônia (NH3). A morfologia das nanofibras de PVDF foi caracterizada usando técnicas de microscopia óptica (MO), enquanto a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada para as fibras de PVDF, PPy/PVDF e rGO/PPy/PVDF. O comportamento elétrico das amostras obtidas foi estudado por meio de medidas elétricas em corrente contínua (DC). Testes de detecção de gás amônia (NH3) foram aplicados às nanofibras e à amostra de casting de PPy/PVDF, com uma concentração de 15% em massa de polipirrol (PPy) em relação ao PVDF. Além disso, foram conduzidos testes de detecção de gás amônia nas nanofibras rGO/PPy/PVDF, com concentrações de óxido de grafeno reduzido (rGO) variando de 1%, 2%, 4% e 8%, em relação à massa de PPy/PVDF. Os resultados demonstraram a sensibilidade das amostras quando expostas à presença de gás amônia (NH3).

In this work, poly(vinylidene fluoride) (PVDF) and polypyrrole (PPy) nanofibers were produced using the electrospinning technique. Studies were carried out to investigate the influence of process parameters during electrospinning on fiber morphology. The results obtained were compared with membranes produced by casting, analyzing the stability of the samples over days. Furthermore, nanofibers were produced with the addition of reduced graphene oxide (rGO) in the PPy/PVDF solution, with the aim of producing samples to be used in gas sensors with high sensitivity and fast response for the detection of ammonia gas ( NH3). The morphology of PVDF nanofibers was characterized using optical microscopy (OM) techniques, while scanning electron microscopy (SEM) was used for PVDF, PPy/PVDF and rGO/PPy/PVDF fibers. The electrical behavior of the samples obtained was studied using direct current (DC) electrical measurements. Ammonia gas (NH3) detection tests were applied to the nanofibers and the PPy/PVDF casting sample, with a concentration of 15% by mass of polypyrrole (PPy) in relation to PVDF. Furthermore, ammonia gas detection tests were conducted on rGO/PPy/PVDF nanofibers, with concentrations of reduced graphene oxide (rGO) varying from 1%, 2%, 4% and 8%, in relation to the mass of PPy/PVDF. PVDF. The results demonstrated the sensitivity of the samples when exposed to the presence of ammonia gas (NH3).